淺談?lì)A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
【摘 要】本文首先分析橋梁裂縫產(chǎn)生的原因，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，并結(jié)合實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)加固施工進(jìn)行指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土箱梁；預(yù)應(yīng)力；加固設(shè)計(jì)
橋梁是交通中不可缺少的重要組成部分，在人類社會(huì)的發(fā)展中起到重要的作用。在對(duì)橋梁進(jìn)行加固設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)橋梁現(xiàn)狀進(jìn)行全面的研究，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁的裂縫研究。橋梁往往在形成機(jī)理和表現(xiàn)形式等方面存在著問(wèn)題，這些問(wèn)題也是橋梁設(shè)計(jì)理論和施工方法等因素不合理所導(dǎo)致的。
1 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
1.1 裂縫情況及原因分析
引起預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁裂縫的原因有很多，主要有荷載引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、地基礎(chǔ)變形引起的裂縫等。鋼筋銹蝕引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫等。荷載引起的裂縫是由于外載荷的直接應(yīng)力和次生應(yīng)力作用產(chǎn)生的。在設(shè)計(jì)計(jì)算階段，荷載引起的裂縫可能由于設(shè)計(jì)計(jì)算階段的漏算、模型不合理、結(jié)構(gòu)不合理、設(shè)計(jì)斷面不足、鋼筋布置失誤、預(yù)應(yīng)力加載不足和安全系數(shù)不足等原因產(chǎn)生。在施工階段，荷載引起的裂縫可能由于預(yù)制結(jié)構(gòu)了解不清、構(gòu)造處置不當(dāng)、沒(méi)有完全按照?qǐng)D紙施工、翻身和運(yùn)輸安裝隨意、施工順序不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻摹?nbsp;
在使用階段，荷載引起的裂縫可能由于受到撞擊、車載過(guò)大、重型車輛過(guò)多和自然災(zāi)害等原因造成的。在進(jìn)行混凝土澆注的過(guò)程中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)整體不能采取隔離層等放松約束措施，混凝土在水化熱和大氣溫度的作用下，加之混凝土的內(nèi)部溫度較大，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致約束裂縫的產(chǎn)生。
地基的變形有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不均沉降和水平方向位移等，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，造成機(jī)構(gòu)開(kāi)裂，地基基礎(chǔ)的不均勻沉降的原因有：試驗(yàn)資料不準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)荷載差異太大、地質(zhì)勘察精度不夠、分期建造的基礎(chǔ)、地基凍脹等。
此外，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁裂縫還包括鋼筋銹蝕引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫等。
1.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
首先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁的裂縫寬度計(jì)算。根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG62-2004）規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件在Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下裂縫寬度不超過(guò)0.2mm，在Ⅲ、Ⅳ類環(huán)境下混凝土構(gòu)件的裂縫寬度不得超過(guò)0.15mm。
裂縫計(jì)算的最小裂縫計(jì)算公式如下：
表1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出三種加固設(shè)計(jì)方案，分別為掛網(wǎng)錨噴混凝土、底板粘貼碳纖維布、底板粘貼玄武巖纖維。由于篇幅原因，不對(duì)每一種方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)實(shí)際情況的比較選取第三種方案。
2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)加固施工
根據(jù)實(shí)際情況，最終確定的方案為底板粘貼玄武巖纖維，即（1）封閉處理。針對(duì)寬度小于0.20mm的裂縫。（2）清縫灌漿處理。針對(duì)寬度大于0.20mm的裂縫。（3）在裂縫病害采取裂縫封閉后，在箱梁底板、腹板和翼緣板粘貼玄武巖纖維布。
2.1 裂縫封閉
2.1.1 針對(duì)寬度小于0.20mm的裂縫，首先開(kāi)鑿一個(gè)V形槽，寬10～20mm，深5mm。
窄縫要密，并且每一條裂縫保證至少有一個(gè)進(jìn)漿孔和排氣孔。封縫時(shí)應(yīng)該保證無(wú)論縫寬大小同時(shí)封閉，防裂縫相互貫通造成跑氣跑膠。在封縫后還要進(jìn)行密封檢查。進(jìn)行灌漿，步驟如下：接通管道-膠漿注入灌漿罐-打開(kāi)儲(chǔ)氣瓶閥門-打開(kāi)灌漿罐-灌漿冒漿后關(guān)閉此嘴-停止該縫的壓漿-停止壓漿-關(guān)閉壓漿嘴閥門。停止壓漿的標(biāo)準(zhǔn)為出漿率持續(xù)5～10min小于0.1L/min。
2.3 粘貼玄武巖纖維布
粘貼玄武巖纖維布施工工藝：構(gòu)件基底處理-涂刷底層涂料-環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)-粘貼玄武巖纖維布-表面防護(hù)。
2.3.1 施工準(zhǔn)備
應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖，擬定施工方案和施工計(jì)劃；施工前應(yīng)測(cè)量粘貼部位混凝土的表層含水率以及其所處環(huán)境溫度；去除被加固構(gòu)件表面的疏松部分，保證可以露出混凝土結(jié)構(gòu)層；若粘貼玄武巖纖維材料的施工工藝有涂刷底膠的要求時(shí)，應(yīng)按粘結(jié)劑供應(yīng)廠商的底膠配制說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作；專人負(fù)責(zé)粘結(jié)劑的配制，并且按粘結(jié)劑供應(yīng)廠商要求的配比和工藝進(jìn)行配制。
2.3.2 粘貼玄武巖纖維片材
首先按加固設(shè)計(jì)部位放線定位；然后裁剪玄武巖纖維布；接著配制漫漬樹(shù)脂并且均勻涂抹于所要粘貼的部位；最后用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，保證浸漬樹(shù)脂充分浸透纖維布；重復(fù)上述步驟，上一層干燥后進(jìn)行下一層的粘貼。
3 結(jié)語(yǔ)
本文首先分析預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，提出了加固設(shè)計(jì)方案，并對(duì)加固施工進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)和施工提供理論基礎(chǔ)和施工經(jīng)驗(yàn)。
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